CN110914521B - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

能够使得DPF系统和SCR系统适当地运转而良好地对发动机的废气进行净化，并能够避免因未适当地执行DPF再生控制而引起的DPF系统的故障于未然。作业车辆具备：DPF系统(11)，其对发动机(10)的废气中含有的粒子状物质进行捕集；SCR系统(12)，其将贮存于还原剂贮存容器(12B)的还原剂添加至发动机(10)的废气中而对废气中含有的氮氧化物进行还原；以及控制部(22)，其能够执行DPF再生控制和SCR基准运转限制控制，其中，在DPF再生控制中，利用发动机(10)的废气而将由DPF系统(11)捕集到并堆积的粒子状物质进行燃烧除去，在SCR基准运转限制控制中，在贮存于还原剂贮存容器(12B)的还原剂为设定量以下的情况下、或者SCR系统(12)发生异常的情况下来限制发动机(10)的运转条件，控制部(22)构成为：与SCR基准运转限制控制相比，优先执行DPF再生控制。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及一种搭载有发动机的拖拉机等农业机械、建设机械等的作业车辆。
背景技术
关于这种作业车辆，例如，如专利文献1所示，有时具备利用烟尘过滤器等DPF(Diesel Particulate Filter)来对发动机的废气中含有的粒子状物质(以下，有时简称为“PM”)进行捕集的DPF系统，作为DPF系统，大多采用具备氧化催化剂的连续再生型的结构。
在这种DPF系统中，由于PM随着时间的经过而堆积于烟尘过滤器，因此，若该PM的堆积量超过设定量，则产生如下问题等：烟尘过滤器的流通阻力增大，PM捕集能力下降，并且还导致发动机的输出降低。因此，通过对发动机的运转条件进行变更而使废气升温等，利用发动机的废气而使堆积于烟尘过滤器的PM进行燃烧进而将其除去，在规定的时机执行：使PM捕集能力恢复的DPF再生控制。
根据专利文献2所记载的作业车辆，构成为：能够执行在发动机的燃烧行程之后不进行喷射燃料的后喷射(日语：ポスト噴射)的低温侧的非后喷射DPF再生控制、以及进行后喷射的高温侧的后喷射DPF再生控制，来作为上述这种DPF再生控制，。
在作业车辆的作业中，若PM的堆积量超过设定量，则自动地执行低温侧的非后喷射DPF再生控制。然而，有时即使执行低温侧的非后喷射DPF再生控制而PM的堆积量也会不降低，在这种情况下，就会执行高温侧的后喷射DPF再生控制。
另外，在这种作业车辆中，例如，如专利文献2～5所示，有时具备将贮存于还原剂贮存容器的尿素水等还原剂添加至发动机的废气中而对废气中含有的氮氧化物(以下，有时简称为“NOx”)进行还原的SCR(SelectiveCatalytic Reduction)系统。
根据这种SCR系统，在发动机的运转过程中，贮存于还原剂贮存容器的还原剂随时会减少，因此，若该还原剂的剩余量变为设定量以下，则为了节约还原剂而使得还原剂贮存容器的枯竭滞后，就会执行限制发动机的运转条件(例如，旋转速度、输出)的SCR基准输出限制控制。另外，在SCR系统发生故障等异常的情况下，为了降低未除去NOx的废气向外部排出的排出量，也执行限制发动机的运转条件的SCR基准输出限制控制。
根据专利文献4、5所记载的作业车辆，即使在执行这种SCR基准输出限制控制的情况下，通过进行使用解除键等特殊的操作，也能够暂时停止SCR基准输出限制控制。
专利文献1：日本特开2016-078600号公报
专利文献2：日本特开2013-160104号公报
专利文献3：日本特开2009-127521号公报
专利文献4：日本特开2015-175264号公报
专利文献5：国际公开第2015/025537号公报
发明内容
不过，在这种作业车辆中，在具备DPF系统和SCR系统的双方的情况下，能够想到：根据DPF系统和SCR系统的各自的状态而对发动机的运转条件进行变更进而使发动机的废气升温等，由此同时地执行利用发动机的废气而将堆积于DPF系统的PM进行燃烧除去从而使PM捕集能力恢复的DPF再生控制、以及限制发动机的运转条件的SCR基准输出限制控制。
然而，若与DPF再生控制同时地执行SCR基准输出限制控制，则发动机的运转条件即使在DPF再生控制的执行过程中也会受到限制，因此，发动机的废气的温度就会变得比适合于DPF系统的再生的温度还低，从而有可能无法适当地执行DPF再生控制。还可以想到：若未适当地执行DPF再生控制，则DPF系统会发生故障，从而产生发动机无法再启动等故障。
另外，还能够想到：为了避免这种重大故障，在执行DPF再生控制的情况下，利用解除键等而使得SCR基准输出限制控制暂时停止，但是，在该情况下，存在如下不良情况：每当用户执行DPF再生控制时，都必须进行使SCR基准输出限制控制暂时停止的特殊的操作，从而无法专心处理农作业等本来的作业。
鉴于上述实际情形，本发明的主要课题在于提供一种作业车辆，其能够使DPF系统和SCR系统适当地运转而良好地对发动机的废气进行净化，并且能够避免因未适当地执行DPF再生控制而引起的DPF系统的故障于未然。
本发明的第一特征性结构在于，具备：
DPF系统，其对发动机的废气中含有的粒子状物质进行捕集；
SCR系统，其将贮存于还原剂贮存容器的还原剂添加至发动机的废气中而对废气中含有的氮氧化物进行还原；以及
控制部，其能够执行DPF再生控制和SCR基准运转限制控制，其中，在所述DPF再生控制中，利用发动机的废气而将由所述DPF系统捕集到并堆积的粒子状物质进行燃烧除去，在所述SCR基准运转限制控制中，在贮存于所述还原剂贮存容器的还原剂为设定量以下的情况下、或者所述SCR系统发生异常的情况下，来限制发动机的运转条件，
所述控制部构成为：与所述SCR基准运转限制控制相比，优先执行所述DPF再生控制。
根据本结构，利用DPF系统对发动机的废气中含有的粒子状物质进行捕集，利用SCR系统而对发动机的废气中含有的NOx进行还原，由此能够适当地对发动机的废气进行净化。
控制部在规定的时机等来执行DPF再生控制，由此对发动机的运转条件进行变更而使得发动机的废气升温等，从而能够利用发动机的废气而将堆积于DPF系统的PM燃烧除去，能够使得DPF系统的PM捕集能力恢复。另外，控制部在贮存于还原剂贮存容器的还原剂为设定量以下的情况下、或者所述SCR系统发生异常的情况下，执行SCR基准运转限制控制，由此能够限制发动机的运转条件，从而节约还原剂并使还原剂贮存容器的枯竭滞后，或者能够减小未除去NOx的废气向外部排出的排出量。
而且，与SCR基准运转限制控制相比，控制部优先执行DPF再生控制，因此，即使在DPF再生控制的执行条件和SCR基准运转限制控制的执行条件同时成立的情况下，也无需特殊的操作便能够适当地执行DPF再生控制，能够适当地使得DPF系统再生。因而，能够避免因未适当地执行DPF再生控制而引起的DPF系统的故障于未然。
此外，与SCR基准运转限制控制相比而优先执行DPF再生控制，并不局限于：在通过停止SCR基准运转限制控制等而未执行SCR基准运转限制控制的状态下来执行DPF再生控制的情况，还包括：限制于能够适当地执行DPF再生控制的范围而执行SCR基准运转限制控制的状态下来执行DPF再生控制的情况。
本发明的第二特征性结构在于，所述控制部构成为：在所述DPF再生控制的执行过程中不执行所述SCR基准运转限制控制。
根据本结构，控制部在DPF再生控制的执行过程中不执行SCR基准运转限制控制，因此，在DPF再生控制的执行过程中，发动机的运转条件未受到SCR基准运转限制控制的限制，直至结束执行中的DPF再生控制为止而能够适当地执行DPF再生控制。因而，在DPF再生控制的执行过程中，能够避免因其执行状态不适当而引起的DPF系统的故障于未然。
本发明的第三特征性结构在于，所述控制部构成为：在所述SCR基准运转限制控制的执行过程中，在所述DPF再生控制的执行条件已成立的情况下，停止所述SCR基准运转限制控制而执行所述DPF再生控制。
根据本结构，由于即使在SCR基准运转限制控制的执行过程中，当DPF再生控制的执行条件成立时，控制部也停止SCR基准运转限制控制而执行DPF再生控制，因此，即使在这种情况下，在未通过SCR基准运转限制控制而限制发动机的运转条件的状况下，也能够适当地执行DPF再生控制。因而，能够避免因在SCR基准运转限制控制的执行过程中未适当地执行DPF再生控制而引起的DPF系统的故障于未然。
本发明的第四特征性结构在于，所述控制部构成为：在停止所述SCR基准运转限制控制而执行的所述DPF再生控制已结束的情况下，重新开始所述SCR基准运转限制控制。
根据本结构，在未通过SCR基准运转限制控制而限制发动机的运转条件的状况下，适当地执行DPF再生控制之后，利用控制部而自动地使SCR基准运转限制控制重新开始来再次限制发动机的运转条件，从而能够节约还原剂而使得还原剂贮存容器的枯竭滞后，或者能够减小未除去NOx的废气向外部排出的排出量。
本发明的第五特征性结构在于，所述控制部构成为：能够执行未利用发动机而进行后喷射的低温侧的非后喷射再生控制、以及利用发动机进行后喷射的高温侧的后喷射再生控制，来作为所述DPF再生控制，
所述控制部构成为：与所述SCR基准运转限制控制相比而不优先执行所述非后喷射再生控制，与所述SCR基准运转限制控制相比而优先执行所述后喷射再生控制。
根据本结构，在DPF再生控制中，例如，即使执行了低温侧的非后喷射DPF再生控制而PM的堆积量也未降低等情况下，来执行高温侧的后喷射DPF再生控制等，由此能够以区分低温侧的非后喷射DPF再生控制、和高温侧的后喷射DPF再生控制的方式，来使DPF系统高效地再生。
此处，能够想到：在执行对象的DPF再生控制是低温侧的非后喷射再生控制的情况下，与执行对象的DPF再生控制是高温侧的后喷射再生控制的情况相比，再生的紧迫性较低，即使与SCR基准运转限制控制相比而不优先执行，DPF系统发生故障的可能性也较低。
根据本结构，由于与SCR基准运转限制控制相比，控制部不优先执行低温侧的非后喷射再生控制，因此，当低温侧的非后喷射再生控制的执行条件和SCR基准运转限制控制的执行条件同时成立时，能够执行SCR基准运转限制控制而限制发动机的运转条件。
另一方面，与SCR基准运转限制控制相比，控制部优先执行高温侧的后喷射DPF再生控制，因此，当高温侧的后喷射DPF再生控制的执行条件和SCR基准运转限制控制的执行条件同时成立时，能够适当地执行DPF再生控制，从而能够将认为发生故障的可能性较高的DPF系统适当地再生。
附图说明
图1是拖拉机的侧视图。
图2是从驾驶坐席观察前方的图。
图3是发动机的框图。
图4是表示DPF再生控制的种类的表。
图5是表示燃料控制中的燃料喷射量和活塞位置的关系的图。
图6是表示SCR基准运转限制控制的种类的表。
图7是表示SCR基准运转限制控制和DPF再生控制的关系(优先关系)的表。
图8是表示SCR基准运转限制控制的执行过程中的、后喷射DPF再生条件成立的情况下的控制流程的图。
图9是表示SCR基准运转限制控制的执行过程中的、非后喷射DPF再生条件成立的情况下的控制流程的图。
图10是表示后喷射DPF再生控制的执行过程中的、SCR基准运转限制条件成立的情况下的控制流程的图。
图11是表示非后喷射DPF再生控制的执行过程中的、SCR基准运转限制条件成立的情况下的控制流程的图。
图12是表示通常时的显示部的显示例的图。
图13是表示执行SCR基准运转限制控制时的显示部的显示例的图。
具体实施方式
基于附图对本发明所涉及的作业车辆的实施方式进行说明。
在本实施方式中，作为作业车辆的一例而列举拖拉机为例，作为作业车辆，除了拖拉机以外，在插秧机、联合收割机、土木建筑作业装置、除雪车等乘用式作业车辆的基础上，还可以应用于步行式作业车辆。
如图1所示，拖拉机1具备：能够在后方装配作业机5的车身部6，车身部6的前部由左右一对前轮7支承，车身部6的后部由左右一对后轮8支承。在车身部6的前部配置有发动机盖9，在该发动机盖9内收容有：作为驱动源的发动机10(柴油发动机)。
在发动机盖9的后方具备：用于供用户搭乘的驾驶室13，在该驾驶室13内具备：用于供用户进行转向操作的方向盘14、用户的驾驶坐席15等。另外，如图2所示，在驾驶室13内，作为用于供就坐于驾驶坐席15的用户目视确认拖拉机1的信息的显示部17，具备：仪表盘19，其配置于仪表板16的上部侧；以及监视器20，其配置于驾驶坐席15的右侧的操纵面板18的上部侧。
而且，如图1所示，在发动机10的上部侧具：备对废气中含有的PM进行捕集而对废气进行净化的DPF系统11。另外，在发动机10的后部侧具备SCR系统12，该SCR系统12用于将贮存于尿素水贮存容器(还原剂贮存容器的一例)12B的尿素水(还原剂的一例)添加至发动机10的废气而对发动机10的废气中含有的NOx进行还原。以下，基于图3对有关发动机10的进气及排气的概要结构进行说明。
在发动机10具备：进气路51，借助该进气路51而从外部吸入空气；燃烧室52，使燃料在该燃烧室52燃烧；以及排气路53，借助该排气路53而将来自燃烧室52的废气向外部排出。此外，图3中示出了：具有4个燃烧室52的4气缸的发动机10，也可以适当地对燃烧室52的数量进行变更。在进气路51从该空气的流动方向的上游侧起按顺序配置有：进气阀54、以及进气歧管55。进气阀54构成为：能够对向燃烧室52供给的空气供给量进行调整，进气歧管55构成为：将吸入空气分别向多个燃烧室52分配供给。
为了向燃烧室52供给燃料，在发动机10具备共轨56以及喷射器57。利用燃料泵(省略图示)而将燃料压送至共轨56。喷射器57配置于各燃烧室52，利用共轨56而在规定的时机将以高压蓄积的燃料向各燃烧室52喷出。
在排气路53从废气的流动方向的上游侧起按顺序配置有：排气歧管58、排气阀59、DPF系统11、以及SCR系统12。排气歧管58构成为：将在各燃烧室52产生的废气集中排出，排气阀59构成为：能够对向发动机10的外部排出的废气的排气量进行调整。
DPF系统11从废气的流动方向的上游侧起按顺序具备：氧化催化剂11a、烟尘过滤器11b，氧化催化剂11a以及烟尘过滤器11b收容于DPF箱11A内。
氧化催化剂11a构成为：促进废气中含有的一氧化碳、一氧化氮等的氧化。烟尘过滤器11b构成为：对废气中含有的煤等的PM进行捕集。构成为：关于利用烟尘过滤器11b而捕集到并堆积的PM，是在适当的时机实施后述的DPF再生控制而将该PM进行燃烧除去。
SCR系统12从废气的流动方向的上游侧起按顺序具备：将作为还原剂的尿素水添加至废气的尿素水喷射喷嘴(还原剂添加部的一例)12a、选择还原催化剂(SCR)12b、以及氨滑移抑制催化剂(ASC)12c。选择还原催化剂12b以及氨滑移抑制催化剂12c收容于中空的SCR箱12A内。
选择还原催化剂12b构成为：在存在着从尿素水进入废气的氨(NH3)的气氛下，选择性地对废气中含有的NOx进行还原。
氨滑移抑制催化剂12c由铂等氧化催化剂等构成，且构成为对意外地从选择还原催化剂12b通过的氨进行氧化。通过对氨进行氧化而使其变化为氮、一氧化氮、水等，由此防止将氨向外部释放。
该SCR系统12具备：尿素水贮存容器12B，其供作为还原剂的尿素水贮存；以及尿素水供给装置(还原剂供给部的一例)12D，其从尿素水贮存容器12B取出尿素水并供给至尿素水喷射喷嘴12a。尿素水供给装置12D构成为：具备泵等，通过尿素水取出路12d而从尿素水贮存容器12B吸入尿素水，并通过尿素水供给路12f而将尿素水供给至尿素水喷射喷嘴12a。由尿素水供给装置12D吸入来的尿素水的一部分通过尿素水返回路12e而返回至尿素水贮存容器12B。将由尿素水供给装置12D经过尿素水取出路12d而供给来的尿素水从尿素水喷射喷嘴12a向废气喷射，由此将尿素水添加至废气中。
此外，发动机10构成为：具备EGR装置60，并能够使废气的一部分向进气侧回流。EGR装置60具备：使排气路53的废气的一部分向进气路51回流的EGR路61。在EGR路61从废气的流动方向的上游侧起按顺序配置有：对回流的废气进行冷却的EGR冷却器62、以及能够对废气的回流量进行调整的EGR阀63。
发动机10具备各种传感器。
作为传感器，例如，具备：对发动机10的旋转速度进行检测的发动机旋转速度传感器64、对DPF系统11的氧化催化剂11a的上游侧的温度进行检测的氧化催化剂温度传感器65、对DPF系统11的烟尘过滤器11b的上游侧的温度进行检测的烟尘过滤器温度传感器66、以及对DPF系统11的烟尘过滤器11b的上游侧和下游侧之间的压差进行检测的压差传感器67等。
另外，作为传感器，例如，具备：对SCR系统12的选择还原催化剂12b的上游侧(准确而言，为尿素水喷射喷嘴12a的上游侧)且DPF系统11的烟尘过滤器11b的下游侧的废气中含有的NOx的浓度进行检测的上游侧NOx传感器68、对比SCR系统12的氨滑移抑制催化剂12c更靠下游侧的废气中含有的NOx的浓度进行检测的下游侧NOx传感器69、对贮存于SCR系统12的尿素水贮存容器12B的尿素水的剩余量进行检测的尿素水剩余量传感器70、以及对尿素水向SCR系统12的尿素水喷射喷嘴12a的供给压力进行检测的尿素水供给压力传感器(省略图示)等。
控制部22构成为，主要具备：进行发动机10的输出状态、DPF系统11等的控制的ECU(Engine Control Unit)22A、以及进行SCR系统12的控制的DCU(Dosing Control Unit)22B等。
控制部22利用各种传感器的检测信息、以及预先设定的映射图等而对基于进气阀54的空气供给量、基于排气阀59的排气量、基于喷射器57的燃料喷射定时、燃料喷射量、基于EGR阀63的回流量等进行控制，由此使得发动机10的输出状态变为规定的输出状态。控制部22例如对基于进气阀54的空气供给量、基于排气阀59的排气量、基于喷射器57的燃料喷射定时、燃料喷射量、基于EGR阀63的回流量等进行控制，以使得由发动机旋转速度传感器64检测出的发动机旋转速度达到规定的发动机旋转速度。
另外，控制部22利用各种传感器的检测信息等而对来自尿素水喷射喷嘴12a的尿素水的喷射量进行控制，由此使得NOx的除去率达到规定的除去率。例如，控制部22基于由上游侧NOx传感器68检测出的选择还原催化剂12b的上游侧的NOx浓度，来对为了利用选择还原催化剂12b而对NOx进行还原所需的氨量进行推定，并对从尿素水喷射喷嘴12a喷射的尿素水的喷射量进行控制。除此之外，控制部22基于由下游侧NOx传感器69检测出的选择还原催化剂12b的下游侧的NOx浓度，来对利用选择还原催化剂12b而被还原的NOx的比例进行推定，并以使NOx的除去率达到规定的除去率的方式来对根据上游侧NOx传感器68的检测值而确定的尿素水的喷射量进行反馈校正。
如上所述，由于在DPF系统11中利用烟尘过滤器11b来对PM进行捕集，因此，PM会堆积于烟尘过滤器11b。
因此，控制部22构成为：在规定的时机对发动机10的运转条件进行变更而使废气升温等，由此能够将堆积于DPF系统11的烟尘过滤器11b的PM进行燃烧除去，从而能够执行使DPF的PM捕集能力恢复的DPF再生控制。
另外，如上所述，由于在SCR系统12中将贮存于尿素水贮存容器12B的尿素水从尿素水喷射喷嘴12a进行喷射，因此，在发动机10的运转过程中贮存于尿素水贮存容器12B的尿素水会随时减少。若尿素水在尿素水贮存容器12B中枯竭，则产生如下不良情况：未将尿素水喷射至废气，废气中含有的NOx就会保持原样地向外部排出。另外，在SCR系统12产生故障等异常的情况下，也会产生将废气中含有的NOx保持原样地向外部排出的不良情况。
因此，控制部22构成为：在贮存于尿素水贮存容器12B的尿素水变为设定量以下的情况下、以及SCR系统12产生故障等异常的情况下，为了节约尿素水的使用而使尿素水贮存容器12B的枯竭滞后、或者减少未除去NOx的废气向外部的排出量，从而能够执行限制发动机10的旋转速度、输出等运转条件的SCR基准输出限制控制。
以下，对DPF再生控制、以及SCR基准输出限制控制进行说明。
＜DPF再生控制＞
如图4所示，控制部22构成为：作为DPF再生控制而能够执行自身再生控制、辅助再生控制、重置再生控制以及停车再生控制。图5是表示：在自身再生控制、辅助再生控制、重置再生控制以及停车再生控制中分别如何进行燃料控制的图。在该图5中，纵轴设为燃料喷射量，横轴设为活塞位置。
自身再生控制以及辅助再生控制是：在后述的燃料控制中不进行基于喷射器57的后喷射的再生控制，相当于非后喷射DPF再生控制。另外，重置再生控制以及停车再生控制是：在后述的燃料控制中进行基于喷射器57的后喷射的再生控制，相当于后喷射DPF再生控制。
关于执行自身再生控制、辅助再生控制、重置再生控制以及停车再生控制中的哪一种处理的优先顺序，构成为：即使执行自身再生控制而烟尘过滤器11b的PM堆积量也达到设定量以上的情况下，控制部22执行辅助再生控制。构成为：即使执行辅助再生控制而烟尘过滤器11b的PM堆积量也未减少的情况下，控制部22执行重置再生控制。另外，构成为：即使执行重置再生控制而烟尘过滤器11b的PM堆积量也未减少的情况下，控制部22执行停车再生控制。能够由拖拉机1一边进行作业，一边执行自身再生控制、辅助再生控制以及重置再生控制，但无法由拖拉机1一边进行作业一边执行停车再生控制。
(自身再生控制)
控制部22对发动机10进行控制，以使得发动机10的运转状态变为规定的运转状态(适合于用户的驾驶操作、作业的运转状态)，因此，有时为了将PM进行燃烧除去而使发动机10的废气的温度(例如，氧化催化剂温度传感器65的检测温度)达到足够高的温度。例如，只要是需要使发动机10的旋转速度升高的负荷较大的作业，就会使其升高至适合于该作业的发动机10的旋转速度，因此，发动机10的废气的温度会达到能够将PM进行燃烧除去的足够高的温度。在这种情况下，控制部22使发动机10进行通常的运转，从而自然地将堆积于DPF系统11的烟尘过滤器11b的PM进行燃烧除去。因此，如图4及图5所示，作为燃料控制，在燃烧行程中，控制部22利用喷射器57而进行主喷射以及紧邻其之前的预喷射，使发动机10进行通常运转，从而执行自身再生控制。因而，自身再生控制是将控制部22使发动机10进行通常运转等(例如，进行使发动机10的旋转速度大于规定速度的运转)作为执行条件，若该执行条件成立，控制部22就执行自身再生控制。
(辅助再生控制)
辅助再生控制是将PM堆积量在拖拉机1行驶之前、行驶过程中达到设定量以上等作为执行条件，若该执行条件成立，控制部22就执行辅助再生控制。
在辅助再生控制中，作为进气量控制，控制部22将进气阀54的开度向节流侧进行调整，并且，如图4及图5所示，作为燃料控制，在燃烧行程中利用喷射器57而在主喷射以及紧邻其之前的预喷射的基础上再进行紧随主喷射之后的后段喷射(日语：アフタ噴射)，由此将DPF系统11的DPF箱11A内的温度(例如，氧化催化剂温度传感器65、烟尘过滤器温度传感器66的检测温度)控制为设定温度(例如，250℃～500℃)。
该辅助再生控制是将PM堆积量在执行过程中变得小于设定量、或后述的重置再生控制、停车再生控制的执行条件(变换条件)成立等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束辅助再生控制。
(重置再生控制)
重置再生控制是将人为地对再生开关21(参照图2)进行操作而指示对重置再生控制的执行作为执行条件，若该执行条件成立，控制部22就执行重置再生控制。在本实施方式中，例如，当处于即使以设定时间来执行辅助再生控制而PM堆积量仍然未变得小于设定量、或者上一次的重置再生控制的执行时起算的发动机10的累计驱动时间超过设定时间(例如100小时)等状况时，控制部22通过使再生开关21闪烁等，来督促用户对再生开关21进行操作而指示对重置再生控制的执行。
在重置再生控制中，如图4及图5所示，在辅助再生控制的基础上，控制部22在燃烧行程之后执行：利用喷射器57而向燃烧室52内喷射燃料的后喷射，由此将DPF箱11A内的温度控制为设定温度以上(例如560度左右)。
该重置再生控制是将开始之后经过了设定时间(例如30分钟)等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束重置再生控制。
(停车再生控制)
停车再生控制是将人为地对再生开关21进行操作而指示对停车再生控制的执行作为执行条件，若该执行条件成立，控制部22就执行停车再生控制。在本实施方式中，例如，当处于即使执行重置再生控制而PM堆积量仍然未变得小于设定量等状况时，控制部22通过使再生开关21闪烁等，来督促用户对再生开关21进行操作而指示对停车再生控制的执行。
在停车再生控制中，在使得拖拉机1停止的状态下，如图4及图5所示，在重置再生控制的基础上，控制部22以使得发动机旋转速度达到高怠速用发动机旋转速度的方式来增大发动机旋转速度，由此将DPF箱11A内的温度控制为设定温度以上(例如600度左右)。
该停车再生控制是将开始之后经过了设定时间(例如30分钟)等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束停车再生控制。
此处，对烟尘过滤器11b的PM堆积量的求解方法进行说明。
通过实验等而预先设定：PM堆积量相对于烟尘过滤器11b的上游侧和下游侧之间的压差的关系。控制部22能够利用预先设定的PM堆积量相对于压差的关系，并基于压差传感器67的检测信息，来获取表示PM堆积量的PM堆积量信息。另外，还能够由从发动机10排出的PM的排出量减去DPF系统11中被燃烧除去的PM的再生量，来求出PM堆积量。PM的排出量以及PM的再生量根据发动机10的运转状态为哪种运转状态而不同，因此，能够通过实验等而预先设定PM的排出量以及PM的再生量相对于发动机10的运转状态的关系。由此，控制部22能够获取发动机旋转速度传感器64的检测信息等与发动机10的运转状态相关的信息，由此能够利用预先设定的PM的排出量以及PM的再生量相对于发动机10的运转状态的关系，来获取表示PM堆积量的PM堆积量信息。
＜SCR基准输出限制控制＞
如图6所示，控制部22构成为：作为SCR基准输出限制控制而能够执行尿素水剩余量运转限制控制、以及系统异常运转限制控制。
(尿素水剩余量运转限制控制)
尿素水剩余量运转限制控制是在由尿素水剩余量传感器70检测出的尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量(后述的条形图19d、19f(参照图12)所示的尿素水剩余量)变为设定量以下的情况下来限制发动机10的运转条件的控制。此外，在本实施方式中，尿素水剩余量传感器70由对尿素水贮存容器12B内的水位进行检测的水平传感器构成，即使在尿素水剩余量检测为0％的情况下，尿素水贮存容器12B在该时刻也未完全枯竭，少量的尿素水残留于尿素水贮存容器12B内。
因此，对该尿素水剩余量运转限制控制设定了下述2个阶段，即：以由尿素水剩余量传感器70检测出的尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量达到设定量(例如0％)以下等为执行条件的第一阶段、以及、以由尿素水剩余量传感器70检测出的尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量达到所述设定量(例如0％)以下且无法适当地从尿素水贮存容器12B取出(吸入)尿素水等为执行条件的第二阶段。此外，所谓无法适当地从尿素水贮存容器12B取出尿素水是指：例如，相当于由前述的尿素水供给压力传感器检测出的尿素水的供给压力小于规定压力等情况。
若尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段的执行条件成立，控制部22就执行尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段，若尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段的执行条件成立，控制部22就执行尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段。
在尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段，控制部22将基于喷射器57的燃料的喷射量限制为第一设定量(例如75％)，来限制发动机10的运转条件。
该尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段是将尿素水剩余量在执行过程中达到设定量以上、或尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段的执行条件(变换条件)成立等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段。
在尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段，控制部22将基于喷射器57的燃料的喷射量限制为比第一阶段还低的第二设定量(例如50％)，并且将发动机10旋转速度限制为比通常的怠速用旋转速度还低的低怠速用旋转速度，由此与第一阶段相比会进一步限制发动机10的运转条件。
该尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段是将尿素水剩余量在执行过程中达到设定量以上、或实际能够从尿素水贮存容器12B吸入(取出)尿素水等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段。
此外，在执行尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段之前，在尿素水剩余量达到多于设定量(例如0％)的注意用设定量(例如15％)以下的情况下，需要事先唤起注意，使得设置于驾驶室13内的警报蜂鸣器(省略图示)以规定时间(例如1分钟)断续地发出警报音。而且，当执行尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段时，由设置于驾驶室13内的警报蜂鸣器(省略图示)以规定时间(例如1分钟)连续地发出警报音，当执行尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段时，直至停止条件成立为止，使警报蜂鸣器连续地发出警报音。
(系统异常运转限制控制)
系统异常运转限制控制是：在SCR系统12产生异常之后的运转时间达到设定时间(例如3小时，再次产生的情况下为10分钟)以上的情况下，限制发动机10的运转条件的控制。SCR系统12的异常是指：例如，尽管从尿素水喷射喷嘴12a喷射出规定量以上的尿素水也始终未使得下游侧NOx传感器69的检测值得以改善等情况。
对该系统异常运转限制控制设定了下述2个阶段，即：以从产生异常开始起算的发动机10的运转时间达到第一设定时间以上且小于比第一设定时间还长的第二设定时间(例如4小时，再次产生的情况下为30分钟)等作为执行条件的第一阶段、以产生异常开始起算的发动机10的运转时间达到第二设定时间以上等作为执行条件的第二阶段。
若系统异常运转限制控制的第一阶段的执行条件成立，控制部22就执行系统异常运转限制控制的第一阶段，若系统异常运转限制控制的第二阶段的执行条件成立，控制部22就执行系统异常运转限制控制的第二阶段。
在系统异常运转限制控制的第一阶段，控制部22将基于喷射器57的燃料的喷射量限制为所述第二设定量(例如50％)，进而将发动机10的最大扭矩用旋转速度限制为低于通常的旋转速度，由此来限制发动机10的运转条件。
该系统异常运转限制控制的第一阶段是将在执行过程中消除了异常、或系统异常运转限制控制的第二阶段的执行条件(变换条件)成立等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束系统异常运转限制控制的第一阶段。
在系统异常运转限制控制的第二阶段中，控制部22将基于喷射器57的燃料的喷射量限制为所述第二设定量(例如50％)，进而将发动机10的旋转速度限制为低怠速用旋转速度，由此与第一阶段相比来进一步限制发动机10的运转条件。
该系统异常运转限制控制的第二阶段是将在执行过程中消除了异常等作为停止条件，若该停止条件成立，控制部22就结束系统异常运转限制控制的第二阶段。
此外，在执行系统异常运转限制控制的第一阶段之前，在从产生异常开始起算的发动机10的运转时间小于第一设定时间的情况下，需要事先唤起注意，使警报蜂鸣器以规定时间(例如1分钟)断续地发出警报音。
而且，当执行系统异常运转限制控制的第一阶段时，使警报蜂鸣器以规定时间(例如1分钟)连续地发出警报音，当执行系统异常运转限制控制的第二阶段时，直至停止条件成立为止，使警报蜂鸣器连续地发出警报音。
＜DPF再生控制与SCR基准输出限制控制的关系＞
此处，DPF再生控制是如下控制：对发动机10的运转条件进行变更而使得废气的温度升温等，由此利用废气而将堆积于DPF系统11的烟尘过滤器11b的PM进行燃烧除去，从而恢复DPF系统11的PM捕集能力，另一方面，SCR基准运转限制控制是限制发动机10的运转条件的控制，因此，在执行SCR基准运转限制控制而限制发动机10的运转条件的情况下，即使执行DPF再生控制，发动机10的废气也未充分升温等，从而有可能无法适当地恢复DPF系统11的PM捕集能力。
另外，能够想到：在执行对象的DPF再生控制是低温侧的非后喷射再生控制的情况下，与执行对象的DPF再生控制是高温侧的后喷射再生控制的情况相比，再生的紧迫性较低，即使与SCR基准运转限制控制相比而未优先执行，DPF系统11发生故障的可能性也较低。
因此，控制部22构成为：在DPF再生控制的执行条件、以及SCR基准输出限制控制的执行条件均成立的情况下，优先执行预先规定的控制。
如图7的下侧两行所示，控制部22构成为：在重置再生控制、停车再生控制等高温侧的后喷射DPF再生控制的执行条件、以及SCR基准输出限制控制的执行条件均成立的情况下，与SCR基准输出限制控制相比而优先执行高温侧的后喷射DPF再生控制。
由此，当高温侧的后喷射DPF再生控制的执行条件和SCR基准运转限制控制的执行条件同时成立时，能够适当地执行后喷射DPF再生控制，从而能够适当地将被认为发生故障的可能性较高的DPF系统11再生。
如图7的上侧两行所示，控制部22构成为：在自身再生控制或辅助再生控制等低温侧的非后喷射DPF再生控制的执行条件、以及SCR基准输出限制控制的执行条件均成立的情况下，与SCR基准输出限制控制相比而不优先执行非后喷射DPF再生控制。此外，控制部22虽然也可以构成为：在非后喷射DPF再生控制的执行条件、以及SCR基准输出限制控制的执行条件均成立的情况下，同时执行非后喷射DPF再生控制和SCR基准输出限制控制，但是，在本实施方式中，可以例举出：构成为与非后喷射DPF再生控制相比而优先执行SCR基准输出限制控制的情况。
由此，当低温侧的非后喷射DPF再生控制的执行条件和SCR基准运转限制控制的执行条件同时成立时，能够适当地执行SCR基准运转限制控制，从而能够适当地限制发动机10的运转条件。
以下，参照图8～图11的流程图，对具体例进行说明。
图8表示SCR基准运转限制控制的执行过程中的、后喷射DPF再生控制的执行条件成立的情况下的控制流程。
如该图8所示，在SCR基准运转限制控制的执行过程中，若后喷射DPF再生控制的执行条件成立，则暂时停止SCR基准运转限制控制而执行后喷射DPF再生控制(步骤#11中的Yes、步骤#12、步骤#13)。
而且，若经过了设定时间等的后喷射DPF再生控制的停止条件成立，则停止后喷射DPF再生控制而重新开始SCR基准运转限制控制(步骤#14中的Yes，步骤#15、步骤#16)。
此外，可以构成为：在图8的控制流程中，在后喷射DPF再生控制为重置再生控制的情况下，例如，确认：停车再生控制的执行条件在停止重置再生控制之后(步骤#15与步骤#16之间)是否成立，若停车再生控制的执行条件成立，则相对于重置再生控制而连续地执行停车再生控制。
图9表示SCR基准运转限制控制的执行过程中的、非后喷射DPF再生控制的执行条件成立的情况下的控制流程。
如该图9所示，在SCR基准运转限制控制的执行过程中，即使非后喷射DPF再生控制的执行条件成立，在SCR基准运转限制控制的停止条件不成立的期间，也持续执行SCR基准运转限制控制(步骤#21中的Yes、步骤#22中的No、返回)。
然后，若SCR基准运转限制控制的停止条件成立，则停止SCR基准运转限制控制而执行非后喷射DPF再生控制(步骤#22中的Yes、步骤#23、步骤#24)。
图10表示后喷射DPF再生控制的执行过程中的、SCR基准运转限制控制的执行条件成立的情况下的控制流程。
如该图10所示，在后喷射DPF再生控制的执行过程中，即使SCR基准运转限制控制的执行条件成立，在后喷射DPF再生控制的停止条件不成立的期间，也持续执行后喷射DPF再生控制(步骤#31中的Yes、步骤#32中的No、返回)。
然后，若因经过了设定时间等而使得后喷射DPF再生控制的停止条件成立，则停止后喷射DPF再生控制而执行SCR基准运转限制条件(步骤#32中的Yes、步骤#33、步骤#34)。
图11表示非后喷射DPF再生控制的执行过程中的、SCR基准运转限制控制的执行条件成立的情况下的控制流程。在该情况下，可以一边持续执行非后喷射DPF再生控制，一边执行SCR基准运转限制控制，但是，在本实施方式中，例列举出了：停止非后喷射DPF再生控制而执行SCR基准运转限制控制的情况。
如该图11所示，在非后喷射DPF再生控制的执行过程中，若SCR基准运转限制条件成立，则暂时停止非后喷射DPF再生控制而执行SCR基准运转限制控制(步骤#41中的Yes、步骤#42、步骤#43)。
然后，若SCR基准运转限制控制的停止条件成立而停止SCR基准运转限制控制，则重新开始非后喷射DPF再生控制(步骤#44中的Yes、步骤#45、步骤#46)。
此处，图8及图10表示与后喷射DPF再生控制相关的控制流程。如上所述，由于重置再生控制和停车再生控制相当于后喷射DPF再生控制，因此，图8及图10所示的控制流程是与重置再生控制以及停车再生控制共通的控制流程。另外，图9及图11表示与非后喷射DPF再生控制相关的控制流程。如上所述，由于自身再生控制以及辅助再生控制相当于非后喷射DPF再生控制，因此，图9及图11所示的控制流程是与自身再生控制以及辅助再生控制共通的控制流程。
＜显示部的显示例＞
如上所述，在驾驶室13内，作为显示部17而具备：仪表盘19以及监视器20，在该拖拉机1中，作为SCR系统12的信息，能够在显示部17对尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量、以及SCR基准输出限制控制的内容等进行显示。以下，以与SCR系统12关联的内容为中心而对显示部17的显示例进行说明。此外，由控制部22等执行显示部17的显示控制。
(通常时的显示例)
图12(a)表示通常时的仪表盘19。该仪表盘19在中央显示区域配置有进行文字、图形等的显示的液晶面板19A，在该液晶面板19A的外周侧配置有：利用指针来表示发动机10的旋转速度的发动机转速计19B。在仪表盘19的发动机转速计19B的左侧配置有：利用指针来表示燃料剩余量的燃料计19D，在发动机转速计19B的右侧配置有：利用指针来表示发动机10的冷却水温的水温计19E。另外，在仪表盘19的左右外侧的区域配置有：进行与行驶系统或作业系统相关的显示、或者警告的多个显示灯19F等。
通常，在液晶面板19A的上侧区域，显示有：表示车速、发动机10的旋转速度等的文字等，在液晶面板19A的下侧区域显示有：表示尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量的尿素水剩余量标识部19c、以及表示由尿素水剩余量传感器70检测出的尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量的条形图19d。在条形图19d，左端部设为0％、且右端部设为100％，涂黑部分的区域表示尿素水剩余量。在空置状态下，将整个条形图19d涂白，在充满状态下，整个条形图19d变为涂黑部分，在空置状态与充满状态之间，从左端部向右侧连续地对涂黑部分进行显示。这样，通常在液晶面板19A上对尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量进行显示，从而用户能够频繁地确认尿素水剩余量，能够在适当的时机进行尿素水的补给。
图12(b)表示在监视器20显示的菜单画面G1的通常时的显示状态。在该菜单画面G1的中央显示栏20A，显示出用于指示迁移的多个图标Ic，这里的迁移是指：向用于确认拖拉机信息的拖拉机信息画面的迁移、以及向进行拖拉机1、监视器20的各种设定的设定画面等的迁移。若用户通过对操作部(省略图示)的操作等而指示向特定的图标Ic的迁移，就会向与指示该迁移的的图标Ic相对应的画面迁移。
图12(c)表示从菜单画面G1迁移的拖拉机信息画面G2，在该拖拉机信息画面G2，一起进行显示出：尿素水剩余量标识部19e、条形图19f、以及未对拖拉机1供油而能够持续行驶的可持续行驶距离、油耗等信息，其中，尿素水剩余量标识部19e用于表示尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量，条形图19f用于表示由尿素水剩余量传感器70检测出的尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量。在条形图19f，左端部设为0％且右端部设为100％，涂黑部分的区域表示尿素水剩余量。在空置状态下，将整个条形图19f涂白，在充满状态下，整个条形图19f变为涂黑部分，在空置状态与充满状态之间，从左端部向右侧连续地对涂黑部分进行显示。这样，通常在监视器20的拖拉机信息画面G2也显示出尿素水贮存容器12B的尿素水剩余量，从而用户能够适当地确认尿素水剩余量。
(执行SCR基准运转限制控制时的显示例)
作为执行SCR基准运转限制控制时的一例，图13(a)示出了：执行尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段时的仪表盘19。在该情况下，在仪表盘19的液晶面板19A的下侧区域，对督促用户进行尿素水的补给的、“补给尿素水”的文字等进行显示。另外，在配置于仪表盘19的左右外侧的区域的多个显示灯19F中，督促拖拉机1的停止的显示灯19a、以及表示尿素水的剩余量不足的显示灯19b被闪烁显示。因此，用户能够容易地判断出需要补给尿素水。
另外，在该情况下，如图13(b)所示，在监视器20的菜单画面G1的下端侧的显示栏20B，例如，对用于督促用户补给尿素水的“补给尿素水2”之类的文字等进行显示。此处，若用户通过对操作部的操作等而选择了显示栏20B，则向图13(c)所示的详细画面G3迁移。在该详细画面G3的中央的放大显示栏20D，对用于督促用户补给尿素水的“请补给尿素水。”之类的文字等进行放大显示，并且对表示执行尿素水剩余量运转限制控制的第二阶段的、“限制了发动机输出、旋转速度。”之类的文字等进行放大显示。因此，用户能够在需要补给尿素水的状况下容易地判断出已执行了SCR基准运转限制控制的第二阶段。
此外，在执行尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段时，虽然具体的显示内容不同，但也在仪表盘19、监视器20同样地进行：用于督促尿素水的补给的显示、用于表示执行了SCR基准运转限制控制的第一阶段的显示。在该情况下，虽然省略了图示，但在监视器20的菜单画面G1的下端侧的显示栏20B，例如，对用于督促用户补给尿素水的“补给尿素水1”之类的文字等进行显示。另外，在通过对操作部的操作等而迁移的详细画面G3的中央的放大显示栏20D，对用于督促用户补给尿素水的“请补给尿素水。”之类的文字等进行放大显示，并且对表示执行了尿素水剩余量运转限制控制的第一阶段的“限制了发动机输出。”之类的文字等进行放大显示。
另外，在执行系统异常运转限制控制的第一阶段、第二阶段时，虽然具体的显示内容不同，但也在仪表盘19、监视器20同样地进行用于督促系统异常的消除的显示、用于表示执行了系统异常运转限制控制的第一阶段、第二阶段的显示。
即使在执行尿素水剩余量运转限制控制、系统异常运转限制控制的第一阶段之前使警报蜂鸣器发出警报音的唤起注意时，在仪表盘19、监视器20也进行用于督促尿素水的补给、系统异常的消除的显示、预告尿素水剩余量运转限制控制、系统异常运转限制控制的第一阶段的执行的显示。
另外，在执行DPF再生控制时，例如，进行下述的显示，即：督促对再生开关21进行操作而执行后喷射DPF再生控制(重置再生、停车再生等)的显示、以及、用于表示执行了各种DPF再生控制的显示等。
[其他实施方式]
(1)在前述实施方式中，虽然例示出了：构成为与SCR基准运转限制控制相比而由控制部22优先执行特定的DPF再生控制(后喷射DPF再生控制)的情况，但也可以构成为：与SCR基准运转限制控制相比而优先执行相对于通常时对发动机10的运转状态进行变更的所有DPF再生控制。
(2)在前述实施方式中，虽然例示出了：构成为与SCR基准运转限制控制相比而由控制部22优先执行作为DPF再生控制的重置再生控制以及停车再生控制的情况，但也可以构成为：与SCR基准运转限制控制相比而仅执行重置再生控制和停车再生控制中的、紧迫性更高的停车再生控制。
(3)在前述实施方式中，作为构成为与SCR基准运转限制控制相比而优先执行DPF再生控制的情况，例示出了控制部22以如下方式构成的情况：在控制部22通过停止SCR基准运转限制控制等而未执行SCR基准运转限制控制的状态下，来执行DPF再生控制，但是，控制部22也可以构成为：例如，在限制于能够适当地执行DPF再生控制的范围而执行SCR基准运转限制控制的状态下，来执行DPF再生控制。
产业上的利用可能性
本发明能够优选应用于搭载有发动机的各种作业车辆。
附图标记的说明
1 拖拉机(作业车辆)
10 发动机
11 DPF系统
12 SCR系统
12B 尿素水贮存容器(还原剂贮存容器)
22 控制部

Claims (5)

1.一种作业车辆，其中，
所述作业车辆具备：
DPF系统，其对发动机的废气中含有的粒子状物质进行捕集；
SCR系统，其将贮存于还原剂贮存容器的还原剂添加至发动机的废气中而对废气中含有的氮氧化物进行还原；以及
控制部，其能够执行DPF再生控制和SCR基准运转限制控制，其中，在所述DPF再生控制中，利用发动机的废气而将由所述DPF系统捕集到并堆积的粒子状物质进行燃烧除去，在所述SCR基准运转限制控制中，在贮存于所述还原剂贮存容器的还原剂为设定量以下的情况下、或者所述SCR系统发生异常的情况下，来限制发动机的运转条件，
所述控制部构成为：与所述SCR基准运转限制控制相比，优先执行所述DPF再生控制。
2.根据权利要求1所述的作业车辆，其中，
所述控制部构成为：在所述DPF再生控制的执行过程中不执行所述SCR基准运转限制控制。
3.根据权利要求1或2所述的作业车辆，其中，
所述控制部构成为：在所述SCR基准运转限制控制的执行过程中，在所述DPF再生控制的执行条件已成立的情况下，停止所述SCR基准运转限制控制而执行所述DPF再生控制。
4.根据权利要求3所述的作业车辆，其中，
所述控制部构成为：在停止所述SCR基准运转限制控制而执行的所述DPF再生控制已结束的情况下，重新开始所述SCR基准运转限制控制。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的作业车辆，其中，
所述控制部构成为：能够执行未利用发动机而进行后喷射的低温侧的非后喷射再生控制、以及利用发动机进行后喷射的高温侧的后喷射再生控制，来作为所述DPF再生控制，
所述控制部构成为：与所述SCR基准运转限制控制相比而不优先执行所述非后喷射再生控制，与所述SCR基准运转限制控制相比而优先执行所述后喷射再生控制。
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